近年来我国西部水电开发进程加快,如金沙江、澜沧江、怒江、雅砻江、大渡河和黄河上游以及西藏的雅鲁藏布江等流域均规划了多个梯级电站,其中一些工程的坝型确定为高土石坝,如:云南澜沧江古水、青海黄河茨哈峡、云南怒江马吉和西藏澜沧江RM水电站,拟建坝高都在250m～300m级的特高土石坝。我国是多地震国家,特别是西南、西北地区地震频度高、强度大,且地震具有突发性和不确定性,这对特高土石坝的抗震安全构成了巨大威胁。因此,开展强震区高土石坝的抗震安全研究具有十分重要的意义。贴合实际的堆石料参数和合理的本构模型是进行大坝抗震安全研究的重要基础。可研阶段的堆石料材料参数大多是依据室内试验获取,但是由于缩尺效应、制样方法、含水率、材料空间变异性等原因,室内试验参数与大坝堆石料实际参数之间存在一定的差别,不能很好地反映土石坝的真实运行状态。国内已建的高土石坝大多布置了全面、系统的监测仪器,根据现场监测数据反演的堆石料本构模型参数可更准确地反映大坝的真实状态。目前土石坝工程数值分析大多需要联合多个本构模型开展（如:静力计算、动力计算和永久变形计算分别采用邓肯张E-B模型、等价线性模型和沈珠江永久变形模型）,而反演分析基本是基于邓肯张E-B模型开展的,得到的材料参数无法直接用于动力计算,相比于邓肯张E-B模型,大工改进的广义塑性模型采用一套参数即可完成静力、动力和震后变形分析,可将反演参数直接用于地震安全分析,具有巨大的优势。针对上述大环境下的需求以及传统方法存在的不足,本文结合国家自然科学基金重点项目（U1965206）、国家自然科学基金青年基金项目（52109151、52009018）、国家自然科学基金面上基金项目（52079023）、博士后科学基金面上项目（2021M690520）、博士后创新人才支持计划项目（BX20200074）开展了相关研究。首先基于实测资料分析了某特高心墙坝的变形特性。随后,基于三维跨尺度高效分析方法,开展了邓肯张E-B模型和大工改进的广义塑性模型的反演分析并探讨了不同本构模型的影响,在此基础上,开展了考虑流变的弹塑性反演分析。最后,基于反演结果对某特高心墙坝进行了地震响应预测和安全评价,并量化了流变效应对于预测动力变形的影响。本文主要内容如下:（1）梳理某特高心墙坝的实测资料,筛选分析数据的合理性,归纳总结了特高心墙坝的变形特性,同时为后期反演工作中目标测点的选取及目标测值的选取提供基础。（2）分别基于邓肯张E-B模型和大工改进的广义塑性模型进行反演分析,揭示了邓肯张E-B模型计算的坝体变形在空间分布和量值上的误差,建议了土石坝仿真的本构模型,在此基础上,开展了考虑流变的弹塑性反演分析,预测了大坝正常运行期的变形。（3）基于反演参数,开展了设计地震和校核地震下某特高心墙坝的地震响应分析,并评价了其地震安全性,在此基础之上,结合高土石坝不溃坝量化指标体系,预测了大坝的极限抗震能力,讨论并量化了流变效应对高土石坝地震安全评价的影响。